Présentation de la société : CNRS

Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions

Sujet de thèse :
Le concept des accélérateurs à récupération d’énergie (Energy Recovery Linac ou
ERL) est un concept pionnier en physique des accélérateurs. Un ERL exploite des qualités de faisceaux produits par des linacs avec une consommation énergétique fortement réduite permettant des circulations de courant très intenses. PERLE est un démonstrateur d’ERL à fort courant en phase d’étude à IJCLab, faisant circuler un faisceau d’électrons jusqu’à 250/500MeV avec une intensité de l’ordre de 20mA, pour une puissance totale de 5/10MW.
La structure hybride des ERLs en font des accélérateurs à la frontière des machines existantes (pas tout à fait un linac, ni un synchrotron) . De ce fait, de nombreux effets de nature différente peuvent cohabiter (par exemple CSR côté machines circulaires, HOMs côté Linacs…) . Cela nécessite d’utiliser des méthodes de simulation innovantes et versatiles ainsi qu’un travail conséquent en vérifications (benchmarks) . De plus, les forts courants mis en jeux dans PERLE (20mA CW pour 5/10MW de puissance) rendent l’accélérateur extrêmement sensible aux effets non linéaires tels que les effets collectifs, l’interaction avec le gaz résiduel, les harmoniques des cavités accélératrices.
Cette thèse s’inscrit dans la collaboration internationale PERLE@Orsay, visant à construire un ERL multi-passes de forte puissance d’ici 2029. Le travail de thèse consistera à s’approprier dans un premier temps le code de calcul BMAD – une librairie de tracking versatile et open source – et à s’assurer de sa cohérence dans la modélisation d’effets de nature très différente. La deuxième partie du travail consistera à assurer le transport du faisceau dans l’accélérateur (tracking dit « start-to-end ») , en tenant compte et en étudiant la compensation d’effets longitudinaux tels que le facteur de compression des moments d’ordres élevées (ordres 1, 2 et 3) et en contrôlant l’espace des phases longitudinal du faisceau pour l’adapter aux besoin des expériences hébergées par l’accélérateur.
Le/la candidat(e) sera amené(e) à publier ses travaux de thèse dans des revues à comité de lecture et à les présenter de manière régulière lors de conférences nationales et internationales.
Références :
PERLE conceptual design report : https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6471/aaa171
Beam dynamics driven design of PERLE : https://hal.science/hal-04523882
Energy Recovery Linacs : https://www.nature.com/articles/s42254-023-00644-6
Self consistent longitudinal match of PERLE : https://arxiv.org/abs/2111.15372
Contexte :
Le laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab) est un laboratoire de physique sous tutelle du CNRS, de l'université Paris-Saclay et de l'université de Paris. Le ou la candidate sera rattaché(e) à l’école doctorale PHENIICS (Particules Hadrons Energie et Noyau : Instrumentation, Image, Cosmos et Simulation) de l’Université Paris-Saclay et affecté(e) dans l’équipe BIMP (Bea
Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr…

Conditions particulières d'exercice

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers) , en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Profil recherché

Contraintes et risques :
Des missions de courte durée ( environs 1 semaine) sont à prévoir à l’international (USA, Japon, Europe principalement) dans le but d’assister à des conférences.
Une mission longue durée (supérieur à 1 mois) au Japon est envisagée.
Des travaux en zone contrôlée (catégorie B) sont à prévoir si des tests faisceaux doivent être réalisés sur place.